Evaluation of the Characteristics of Surface Ice Layer of Çıldır Lake

Abstract

The frozen lake strength is important for transportation or annual sportive activities as winter festival at the Çıldır Lake which is the second biggest lake of the Eastern Anatolia Region of Turkey. Potential hazards need to be identified and steps taken to eliminate the hazards or control them to provide health and safety of the public usage. Therefore, determination of the freezing mechanism and crack structure of the lake is the main scope of the study. Within this context, Çıldır Lake were evaluated by different ways as ground surveying measurements meteorological measurements and remote sensing methods. Landsat 8 OLI satellite images were used for thermal calculations and controlled classification, and meteorological data and ice thickness measurements were carried out within the scope of ground measurements. Ice thickness measurements were interpolated and Landsat 8 OLI data based B1 band which is used especially for coastal and aerosol based studies and thermal analysis results was evaluated together. Also, common ice safety formula of the Gold,1960 was used which depends on the ground measurements of the ice thickness. The results showed that, the fracture structure of the lake is variable, the ice cover should be monitored and analysis before every winter term. According to the formula of Gold, 1960, the maximum load calculations that can be carried depending on the ice thickness of surface are presented.

Keywords

• Remote sensing
• ice fracture
• frozen lake

Çıldır Gölü’nün Yüzey Buz Tabakası Özelliklerinin Değerlendirilmesi

Abstract

Doğu Anadolu Bölgesi'nin ikinci büyük gölü olan Çıldır Gölü'nde kış festivalleri, sportif faaliyetler ve ulaşım amaçlı olarak kullanım açısından donmuş göl yüzeyinin dayanımının bilinmesi önemlidir. Potansiyel tehlikeler tanımlanmalı, halkın sağlık ve güvenliğini sağlamak için tehlikeleri ortadan kaldırmak veya kontrolünü sağlamak için adımlar atılmalıdır. Bu nedenle gölün donma mekanizmasının ve çatlak yapısının belirlenmesi çalışmanın ana kapsamıdır. Bu bağlamda, Çıldır Gölü yersel ölçümler ve uzaktan algılama yöntemleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Termal hesaplamalar ve denetimli sınıflama için Landsat 8 OLI uydu görüntüleri kullanılmış olup yersel ölçümler kapsamında meteorolojik hesaplamalar ve buz kalınlığı ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Buz kalınlığı ölçümlerinin enterpolasyonu yapılarak Landsat 8 OLI verisinin özellikle kıyı ve aerosol bazlı çalışmalar için kullanılan B1 bandı ve termal analiz sonuçları ile birlikte değerlendirilmiştir. Ayrıca buz güvenlik hesaplamalarında yaygın olarak kullanılan bir formül olan Gold, 1960’ın formülü ölçülen buz kalınlıklarının değerlendirilmesinde kullanılıştır. Sonuçlar göldeki kırık yapısının değişken olduğunu, buz örtüsünün her kış döneminden önce izlenip analiz edilmesi gerektiğini göstermiştir. Gold, 1960’ın formülüne göre, buz kalığına bağlı olarak taşınabilecek maksimum yük hesaplamaları ortaya konmuştur.

Keywords

• Uzaktan algılama
• buz kırıkları
• donmuş göl

References

1. Kükrer, S., Erginal, A.E., Şeker, S., Karabıyıkoğlu, M., (2015). Distribution and Environmental Risk Evaluation of Heavy Metal in Core Sediments from Lake Çıldır (NE Turkey). Environmental Monitoring and Assessment 187 (7): 1-14.
2. Alkan, A., Gokcek, C., Akbas, U., Alkan, N., (2016). Spatial Distributions of Heavy Metals in the Water and Sediments of Lake Çıldır, Turkey. Ekoloji 98: 9-16
3. Kükrer, S., Şeker, S., Abacı, Z.T., Kutlu, B., (2014). Ecological Risk Assessment of Heavy Metals in Surface Sediments of Northern Littoral Zone of Lake Çıldır, Ardahan, Turkey. Environmental Monitoring and Assessment 186(6): 3847-3857
4. Government of Alberta (GOA), (2013). Best Practice for Building and Working Safely on Ice Covers in Alberta.
5. Rundquist, D., Lawson, M., Queen, L., Cerveny, R., (1987). The Relationship between the Timing of Summer-Season Rainfall Events and Lake-Surface Area. Water Resources Bulletin 23: 493–508.
6. Xu, H., (2006). Modification of normalised difference water index (NDWI) to enhance open water features in remotely sensed imagery. International Journal of Remote Sensing 27(14): 3025-3033.
7. Mcfeeters, S.K., (1996). The use of the Normalized Difference Water Index (NDWI) in the delineation of open water features. International Journal of Remote Sensing 17(7): 1425-1432.
8. Setianto A., Triandini T., (2013). Comparison Of Kriging and Inverse Distance Weighted (IDW) Interpolation Methods in Lineament Extraction and Analysis. J. SE Asian Appl. Geol. 5(1): 21–29.

9. Şimşek O., (2019). Çıldır ve Aktaş Gölleri Havzasında Bazı Coğrafi Gözlemler.
10. Zengin M., Yerli S.V., Dağtekin M., Akpınar İ.Ö., (2012). Çıldır Gölü Balıkçılığında Son Yirmi Yılda Meydana Gelen Değişimler. Eğirdir Su Ürünleri Fakültesi Dergisi 8(2): 10-24
11. Gold, L. W., (1960). Field Study on The Load Bearing Capacity of Ice Covers, Woodlands Review, Pulp Pap-Canada, 61(5): 3-7
12. URL-1, Landsat 8, (2020). 01.07.2020, https://landsat.usgs.gov/landsat-8
13. Çaldırak, H., Kurtuluş, B., (2018). Evidence of Possible Recharge Zones for Lake Salda (Turkey). Journal of the Indian Society of Remote Sensing 46(9): 1353-1364
14. URL-2, Resmi İstatistikler, (2020). 01.07.2020, https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx
15. Walter, V., (1998). Automatic Classification of Remote Sensing Data for GIS Database Revision, GIS-Between Visions and Applications, IAPRS, Stuttgart, 32(4).
16. Bolstad, V.P., Lillesand, M.T., (1990). Rapid Maximum Likelihood Classification. Photogrammetric Engineerıng & Remote Sensing 67-74.
17. Öztürk, M.Z., Çetinkaya, G., Aydın, S., (2017). Köppen-Geiger İklim Sınıflandırmasına Göre Türkiye’nin İklim Tipleri. İstanbul Üniversitesi Sınıflandırmasına Göre Türkiye’nin İklim Tipleri. İstanbul Üniversitesi Coğrafya Dergisi 35: 17-27.
18. Çiçek, İ., (1995). Türkiye'de Kurak Dönemin Yayılışı ve Süresi (Thomthwaite Metoduna Göre). Türkiye Coğrafyası Araştırma ve Uygulama Merkezi Dergisi 4: 77-102.
19. Öztürk, M. Z. ve Kılıç, H. (2018). İklim Parametrelerindeki Değişimin Zamansal Analizi, Türk Coğrafya Dergisi 70: 37-43.
20. Bilello M.A., (1980). Maximum Thickness and Subsequentdecay of Like, River and Fast Sea Ice in Canada and Alaska. US Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Hanover, New Hampshire, CRREL, Report 80-6.
21. Palecki M.A., Barry R.G., (1986). Freeze-Up and Break-Up of Lakes As an Index Of Temperature Changes During Thetransition Seasons: A Case Study For Finland. Journal of Climate and Applied Climatology 25: 893–902.
22. Stewart K.M. & Magnuson, J.J. (2009). Ice. In: “Encyclopedia of Inland Waters”, (G. Likens ed.), Oxford: Academic Press, pp. 664–670.
23. Williams, G.P., (1965) Correlating Freeze-Up and Break-Up with Weather Conditions. Canadian Geotechnical Journal 2: 313–326.
24. Duguay, C.R., Prowse, T.D., Bonsal, B.R., Brown, R.D., Lacroix M.P., Menard P., (2006). Recent Trends in Canadianlake Ice Cover. Hydrological Processes 20: 781–801.